Πιθανοτική προσομοίωση τυχαίων κυματισμών στα αβαθή ύδατα - Καρύδη, Μαριάνθη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2016)
Η γνώση του κυματικού κλίματος, αποτελεί σημαντικό παράγοντα για τον σχεδιασμό παράκτιων και λιμενικών έργων καθώς και για τον υπολογισμό της παράκτιας στερεομεταφοράς και την μορφολογία της ακτής. Για τον λόγο αυτό είναι επιτακτική η ανάγκη της ορθής πρόβλεψής του. Μέχρι τώρα, έχουν διατυπωθεί τρείς μέθοδοι αποτύπωσης της θαλάσσιας διαταραχής. Η πρώτη περιγράφει το κυματικό πεδίο σε περιοχή συχνοτήτων Fourier, ωστόσο χάνεται η διαφορά φάσης μεταξύ των συνιστωσών της χρονοσειράς ανύψωσης της ελεύθερης επιφάνειας. Η δεύτερη αναφέρεται σε περιοχή χρόνου και η τρίτη συνδέει τα ζεύγη του ύψους και της περιόδου κύματος (H,T) με τα ζεύγη πυκνότητας πιθανότητας P(H,T) εμφάνισής τους. Οι βραχυπρόθεσμες κατανομές των ζευγών των υψών κυμάτων και των περιόδων τους, είναι περισσότερο πλεονεκτικές σε σχέση με τις μακροχρόνιες διότι συμπεριλαμβάνουν ουσιώδεις πληροφορίες για την γεωμετρία της ελεύθερης επιφάνειας και αυτό είναι απαραίτητο δεδομένο για παράκτια αριθμητικά μοντέλα καθώς και για τον σχεδιασμό βιώσιμων παράκτιων έργων (Memos and Tzanis, 2000). Βασιζόμενοι στην μελέτη των Memos and Tzanis (2000), Tzanis (2003) και Chondros (2014), η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία έχει ως στόχο την δημιουργία της από κοινού πυκνότητας πιθανότητας τυχαίων κυματισμών στα αβαθή ύδατα, όπου βρίσκουν εφαρμογή η πλειονότητα των λιμενικών και παράκτιων έργων. Ειδικότερα, μελετάται η επίδραση της κλίσης του πυθμένα στις πιθανοτικές εικόνες στα αβαθή ύδατα. Έχοντας ως αφετηρία τις πιθανοτικές εικόνες των υψών και των περιόδων κύματος στα βαθιά ύδατα από την Διδακτορική Διατριβή του Τζανή (2003) έγινε η λήψη των χρονοσειρών της ελεύθερης επιφάνειας της στάθμης της θάλασσας στα βαθιά ύδατα. Αυτές οι χρονοσειρές καθώς και διάφορα σενάρια βαθυμετρίας τροφοδότησαν το υπολογιστικό μοντέλο MIKE 21 BW, για περιπτώσεις καταιγίδων υπό κλίμακα (που χρησιμοποιούνται σε εργαστηριακές διατάξεις) καθώς και περιπτώσεων καταιγίδων με φυσικά χαρακτηριστικά (που συναντώνται στο πεδίο) με σκοπό να γίνει η λήψη των αντίστοιχων χρονοσειρών στα αβαθή ύδατα. Τελικώς, οι χρονοσειρές αυτές, με χρήση της τεχνικής <<άνω διάβασης>> (zero-upcrossing), παρήγαγαν τις πιθανοτικές εικόνες στα αβαθή ύδατα. Στην συνέχεια, προέκυψαν σημαντικά συμπεράσματα για τις εν λόγω εικόνες και έγινε σύγκριση με τις αντίστοιχες των Memos and Tzanis (2000) καθώς και του Chondros (2014). Αυτή η μέθοδος, παρέχει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των υπολοίπων, αφού προσεγγίζει με ρεαλιστικό τρόπο το κυματικό πεδίο, με την χρήση του κατάλληλου μαθηματικού υπόβαθρου, έχοντας ως μόνα δεδομένα τα βυθομετρικά στοιχεία της περιοχής μελέτης, το μέσο ύψος κύματος και την μέση περίοδο. Οι παραγόμενες ισοπιθανοτικές εικόνες, δίνουν την δυνατότητα να αναπαράγουν όλη την απαιτούμενη πληροφορία στον αναγνώστη.